研究人员准备在德克萨斯州大学站对一只白尾鹿进行棉签检测SARS-CoV-2。资料来源:塞尔吉奥·弗洛雷斯/《纽约时报》/Redux/eyevine
检测鹿的SARS-CoV-2与检测人类略有不同。例如，棉签会进一步进入动物的海绵状鼻腔通道。哥伦布市俄亥俄州立大学的兽医流行病学家安德鲁·鲍曼说:“你知道，在我们击中任何东西之前，我们会用完棉签。”
这些鹿通常是死在猎人的卡车后面、肉类加工厂或肉店里，等着被做成汉堡、香肠、牛排、排骨等。
几十年来，研究人员一直与猎人合作，作为常规野生动物监测的一部分，管理鹿的数量，跟踪传染病的传播，如慢性消耗性疾病和牛结核病。但这些天，科学家们也在寻找导致人类COVID-19的病毒。
在通过检查牙齿和测量鹿角来估计鹿的年龄之间，研究人员戴着口罩和手套擦拭鹿鼻孔周围的泥和草，然后插入棉签检测病毒RNA。然后他们采集血液来检查是否有对抗病毒的抗体。他们的工作发现了北美白尾鹿(Odocoileus virginianus)的广泛感染，在美国24个州和加拿大几个省有数百只受感染的动物。
科学家们想要了解病毒是如何进入鹿体内的，当它在它们之间传播时发生了什么，以及这些感染可能给其他野生动物和人类带来什么风险。近3000万只鹿生活在美国——每10个人中就有一只——还有几百万只生活在加拿大。
加拿大多伦多森尼布鲁克研究所(Sunnybrook Research Institute)的病毒学家萨米拉·穆巴雷卡(Samira Mubareka)说，几个研究小组凑齐了调查鹿的资金。
冠状病毒在普通美国鹿中很常见
“我们动员了大批学生，”鲍曼说。
研究人员在鹿体内发现的变异通常与居住在附近的人类中传播的变异相一致，但一些研究表明，野外的SARS-CoV-2可能已经在探索通过突变改变病毒的新的进化途径。
目前还不清楚这种病毒是否会在鹿中以长链感染的方式传播，或鹿向人的传播是否会引发疫情。但研究人员越来越担心动物会成为病毒的宿主，成为难以控制的病毒爆发源，并可能繁殖出新的变种。一些研究人员认为，具有高度传染性的欧米克隆变体在出现在人体内之前，在动物宿主中停留了一段时间。
到目前为止，受感染的鹿并没有表现出非常不适，但它们可能会将感染传播给家畜或其他可能更脆弱的野生动物。这是一个主要的担忧。南非比勒陀利亚大学(University of pretoria)的医学病毒学家玛丽特杰·文特尔(Marietjie Venter)说:“一旦它进入野生动物体内，目前基本上没有办法控制它。”
多个爆发自COVID-19大流行开始以来，研究人员一直担心野生动物感染，但跟踪这种混杂病毒的运动很棘手。为了开展监测工作，他们从ACE2开始，这是一种宿主细胞蛋白质，病毒通常使用它进入细胞。具有与人类相似的ACE2受体的动物被认为有风险。然后，世界各地的研究小组开始对这些动物进行实验感染，看看它们是否易感并能传播感染。其中包括猫、鹿鼠(peromyscus maniculatus)、浣熊狗(Nyctereutes procyonoides)以及白尾鹿。
2021年1月初，美国农业部(USDA)的研究人员发现，圈养的小鹿可能感染SARS-CoV-2，并通过鼻腔粘液和粪便将其排出，并将感染传播给邻近围栏中的其他小鹿。一周之内，这些动物开始产生对抗病毒的抗体，但没有一个病得特别严重。
总部位于巴黎的世界动物卫生组织野生动物工作组主席威廉?卡雷什表示，研究结果“有些令人惊讶”，因为其他有蹄类动物，如牛、绵羊和山羊，对感染具有相当强的抵抗力。
寻找携带冠状病毒的动物——以及为什么这很重要
位于科罗拉多州柯林斯堡的美国农业部动植物卫生检验局野生动物服务项目的SARS-CoV-2协调员托马斯·博托说，这项研究让人大开眼界。“我们说，‘好吧，我们最好看看野生白尾鹿是否有过接触。’”
慎托和他的同事从2021年1月至3月从鹿身上收集的385个血液样本开始研究，这是伊利诺伊州、密歇根州、纽约州和宾夕法尼亚州野生动物疾病常规监测工作的一部分。大约40%的样本含有SARS-CoV-2抗体。去年7月的预印本首次报道了这一发现，表明鹿曾接触过病毒，但尚不清楚这是一次性接触，还是病毒在动物中传播。也有可能这些抗体是鹿体内其他冠状病毒感染的结果。
这些结果促使北美各地开始对鹿进行新的采样，并急于公布已经在进行的采样项目的结果。
在大流行的第一年，科学家们开始收集鹿的鼻拭子和血液样本，使用聚合酶链反应检测SARS-CoV-2——阳性结果将是动物被感染的直接证据。但直到2020年12月，“我们得到的都是阴性样本”，俄亥俄州立大学(Ohio State University)动物健康研究员凡妮莎·黑尔(Vanessa Hale)说。在新的一年里，一切都改变了。她和鲍曼在2021年1月至3月期间在俄亥俄州采样的约360只动物中发现了129只鹿的SARS-CoV-2病毒RNA阳性。
宾夕法尼亚州立大学的病毒学家Suresh Kuchipudi和他的同事在爱荷华州也得到了类似的阳性检测结果。在2020年4月至2021年1月期间检测的283只鹿中，33%为SARS-CoV-2阳性。其中大多数病例出现在2020年11月和12月，与人类感染高峰重合。
从受感染的俄亥俄鹿身上采集的样本中，超过一半的样本的基因组测序显示出了与当时在全州人类社区中传播的相似的变异3(见“鹿检测”)。病毒似乎在6个不同的场合从人类传播开来。基因序列的突变也证实了鹿在它们之间传播感染。
来源:Ref。3
从那时起，研究人员在大约30个报告采样的美国州中的24个，以及加拿大的魁北克、安大略、萨斯喀彻温省、马尼托巴省、新不伦瑞克省和不列颠哥伦比亚省发现了阳性鹿，尽管加拿大的阳性率较低，为1-6%。
2021年12月下旬，研究人员在生活在纽约市斯塔顿岛的白尾鹿身上发现了高传染性的Omicron变体。2022年3月，犹他州的一头骡鹿(Odocoileus hemionus)检测出SARS-CoV-2呈阳性。
欧米克隆来自哪里?三个关键理论
这种流行病似乎只局限于北美洲。英国诺丁汉大学兽医病毒学家雷切尔·塔林顿说:“迄今为止，尽管进行了大量的研究，但还没有人在欧洲鹿身上发现这种病毒。”例如，柏林莱布尼茨动物园和野生动物研究所的进化病毒学家亚历克斯·格林伍德和他的同事对奥地利和德国的狍(Capreolus Capreolus)、马鹿(Cervus elaphus)和黇鹿(Dama Dama)进行了测试，它们都没有感染SARS-CoV-2。
研究人员表示，生理差异似乎不能解释这种差异。“所有关于ACE2受体的数据都表明，欧洲鹿种应该像白尾鹿一样易感，”塔林顿说。相反，北美的流行似乎是鹿的高密度和人们与它们频繁互动的结果。
文特尔说:“在美洲，鹿基本上是在野外，在人们的后院散步。”她补充说，在她工作的地方，与大型有蹄类动物互动的情况要少得多。“在非洲，大多数动物都在野生动物保护区。”
人工干预鹿是如何被感染的仍然是个谜。鲍曼说:“某个地方有扇窗户开着，但我们不知道那是什么。”人类已知会在野外传播病原体，如大肠杆菌、麻疹病毒和原生动物贾第鞭毛虫等。但这些人类的跳跃或“溢出”很少导致持续传播，如果有的话。
直接接触，例如人们养宠物或用手喂养动物，可能是罪魁祸首。在北美的城镇和城市里，白尾鹿与人们生活在一起——它们住在房子附近，在街道上漫步，探索大学校园。“它们已经很好地适应了人类主导的景观，”迈克尔·通科维奇(Michael Tonkovich)说，他在雅典的俄亥俄州自然资源部(Ohio Department of Natural Resources)负责鹿项目。
在美国的一些州，人们饲养鹿以供食用，还有一些州为因车祸而成为孤儿的小鹿制定了康复计划。圈养的鹿可能与人类和野鹿频繁接触，或者它们可能逃跑或被放回野外。
但黑尔说，在这些情况下，可能没有足够的直接接触来解释迄今为止发现的数百例病例，更不用说无数没有记录的病例了。
另一种感染SARS-CoV-2的途径可能是环境。虽然通过受污染的表面传播在人类中还没有确定的途径，但鹿可能通过将鼻子挖进丢弃的口罩中，或吞食人类打喷嚏过的花朵和花园蔬菜而感染病毒。猎人有时也用可能被病毒覆盖的玉米或蔬菜喂养和诱饵鹿。但黑尔指出，鹿必须在合适的时间到达，以摄入感染病毒。“这是可能的吗?是的。这是可能吗?再说一次，我也不知道。”
据估计，美国有3000万只鹿。它们已经很好地适应了人类的生活。资料来源:唐纳德·m·琼斯/国家物理实验室
另一条途径可能是被污染的废水涓滴进入动物的水源。虽然许多研究在污水中发现了病毒RNA，但还没有分离出具有传染性的SARS-CoV-2。而且，不仅仅是城市鹿会被感染;研究人员说，有些人住在偏僻的地方。
一些报道称，野猫或野生水貂等其他动物可以作为传播媒介。
“在我们能够证明它们之前，所有这些事情似乎都很牵强，”黑尔说。但Mubareka说，感染源不一定只有一个。可能涉及多条路由。
面对面一旦一只鹿感染了病毒，SARS-CoV-2就有很多机会在更广泛的人群中传播。白尾鹿是非常社会化的动物，Tonkovich说。在一年中大部分时间里，雄鹿都生活在松散的单身群体中，最多有6只，互相梳理和打斗。母系氏族确实与几代的雌性后代和小鹿生活在一起。这种动物通常会呆在几平方公里的栖息地，但在繁殖季节——大约10月到2月的冬季——这一切都发生了变化。
雄鹿可以走几十公里，在成群的鹿群之间来回移动，沿途与其他雄鹿锁定鹿角。偶尔，一只母鹿也会进行长达100公里的旅行，可能是为了“拜访家人或朋友”，几天或几周后回到她通常的领地，Tonkovich说。在北方的一些州，大雪期间，鹿群有时会迁徙到“鹿苑”，那里茂密的树木可以防止雪在地面上堆积，在那里它们可能会遇到其他鹿群。在这段时间里，这些动物一直在相互作用，并可能传播病毒。伍斯特俄亥俄州立大学的病毒学家琳达·赛义夫说，“鹿之间有很多鼻子对鼻子的接触”。
病毒传播的所有可能性让科学家担心，鹿可能成为SARS-CoV-2的宿主——病毒的永久宿主，以及包括人类在内的其他动物爆发疫情的经常来源。例如，骆驼是导致中东呼吸综合征的MERS-CoV冠状病毒的天然宿主，该病毒偶尔会传染给人类。赛义夫说，一旦在鹿体内建立，SARS-CoV-2可能会变异、进化，并可能与其他冠状病毒重组。她说，它可以进化到更好地感染其他食草动物，如绵羊、山羊和牛，它们与鹿共享牧场。“一旦你有了一个单一的野生动物宿主，可以想象它会传给其他野生动物，甚至家养牲畜。”
越来越多的证据证明了这一点。例如，这种病毒在鹿身上显示出长期进化的迹象。在2月的一份预印本中，Mubareka和她的同事对2021年11月和12月在安大略省采样的鹿的5个SARS-CoV-2基因组进行了测序。与在中国武汉分离的原始SARS-CoV-2病毒相比，这些病毒有76个突变，包括一些导致病毒用来感染细胞的刺突蛋白氨基酸变化的突变。这种突变是高传染性变异成功的关键。
除了欧米克隆:新冠病毒的下一步进化是什么
研究人员能找到的与这些病毒基因组最近的亲属来自于大约一年前的密歇根人。结果表明，该病毒已经在动物中传播了很长时间。“这是疯了。老实说，我简直不敢相信，”Mubareka说，并补充道，“事实上，我们是在如此稀疏的采样中发现它的，你真的想知道还发生了什么?”
2月9日的第二份预印本于2021年11月在宾夕法尼亚鹿中发现了Alpha和Delta SARS-CoV-2变种。Alpha基因组与在人类身上发现的基因组不同，而且是在德尔塔病毒成为主要的人类感染变种几个月后在鹿身上发现的，这表明Alpha在鹿种群中是独立进化的。
穆巴雷卡和她的同事们有了另一个意想不到的发现:一个来自安大略西南部的人体内的病毒序列与在鹿体内发现的病毒基因组非常相似。尽管证据尚不明确，但科学家怀疑此人可能是从鹿身上感染病毒的。
如果得到证实，鹿与人之间的传播将令人担忧，正如库奇普迪可能已经观察到的那样，鹿与人之间的再次感染也将令人担忧。从去年12月和今年1月的取样中，他发现了一只感染了欧米克隆病毒的鹿，它也有针对德尔塔7的抗体。“如果动物能够像人一样再次感染，那么病毒就不会消失;它将继续传播，”他说。
研究人员表示，目前还没有足够的证据表明鹿是否是危险变异的繁殖地。卡雷什说，他需要看到更多的溢出事件——从鹿到人——才能称它们为人类感染的宿主。
威斯康辛州麦迪逊市美国地质调查局国家野生动物健康中心的野生动物生物学家兼新兴疾病协调员布莱恩·理查兹也认为鹿似乎还没有构成危险。他说:“在去年与鹿接触、狩猎的数百万人中，我们现在知道有一种可能已被感染。”
要真正了解这种情况，需要对动物进行更多的取样。一些研究人员已经开始了纵向研究，他们在几个狩猎季节重新访问采样地点。
2021年3月，美国农业部收到了3亿美元的拨款，用于调查易感染SARS-CoV-2的动物，并在至少27个州的2022年狩猎季节对鹿进行了取样。慎托说，他的团队计划研究鹿与人类和其他动物互动的镜头，以量化它们的互动模式。理查兹说，更多的取样来确定哪种鹿的风险最高——雄鹿还是农村鹿——可能会提供更多的线索。
科学家们还计划进行更多的实验性感染研究，以了解像Omicron和Delta这样的变异是否在白尾鹿身上表现不同，以及其他野生动物是否易受感染。他们发现红狐(Vulpes Vulpes)是，但不是土狼(Canis latrans)，而且他们想要观察黑尾鹿和麋鹿。他们也可能尝试混合物种研究，例如，看看貂是否会将感染传播给啮齿动物。
Mubareka说，需要做更多的工作来跟踪这些迅速展开的事件。“这些只是早期的章节。”